Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
АИС-Консп 2015.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
6.72 Mб
Скачать

2

МГруппа 1009 инистерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего профессионального образования «Севастопольский государственный университет»

АРХИТЕКТУРА

ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Конспект лекций

для студентов, обучающихся по направлению

09.03.02 “Информационные системы и технологии”

очной и заочной форм обучения

Севастополь

2015

Чернега в.С. Архитектура информационных систем: Конспект лекций.— Севастополь: СевНту, 2015. — 161 с.

В конспекте лекций излагаются особенности архитектуры информационных систем, а также основные элементы архитектуры компьютерных систем, форматы машинных слов и команд, архитектура универсальных процессоров и функциональных узлов компьютеров, способы организации и построения памяти ЭВМ. Рассматриваются особенности работы процессоров в защищенном режиме, способы управления памятью и мультипрограммный режим. Освещаются особенности архитектуры 32-х и 64-разрядных и многоядерных процессоры.

В последующих разделах излагаются принципы и особенности построения персональных ЭВМ, характеристика системного блока и функциональных модулей, видео- и аудиосистемы компьютеров, интерфейсы и функционирование ЭВМ.

© Чернега Виктор Степанович, 2015 г.

Содержание

1.

Архитектура информационных систем

5

1.1.

Классификация информационных систем

5

1.2.

Обобщенная многоуровневая архитектура ИС

7

1.3.

Двухуровневая файл-серверная архитектура ИС

9

1.4.

Клиент-серверная двухуровневая архитектура ИС

11

1.5.

Переходная архитектура информационных систем

13

1.6.

Трехуровневая клиент-серверная архитектура

14

1.7.

Архитектура распределенных информационных систем и Web-приложений

16

2.

Архитектура и функционирование серверных и клиентских

компьютеров

19

2.1.

Обобщенная структурная схема компьютера

19

2.2.

Неймановская и гарвардская архитектуры компьютеров.

20

2.3.

Форматы машинных слов и система команд ЭВМ

21

2.4.

CISC- и RISC-процессоры

22

3.

Архитектура универсальных процессоров информационных систем

24

3.1.

Архитектура однокристального микропроцессора

24

3.2.

Структурная схема 8-разрядного однокристального МП

26

3.3.

Функционирование и временные диаграммы микропроцессора

28

3.4.

Слово состояния цикла процессора и его использование

30

3.5.

Система команд 8-разрядного микропроцессора

31

3.6.

Программирование арифметических и логических операций

33

3.7.

Программирование операций ввода/вывода данных

37

4.

Функциональные узлы информационных систем

38

4.1.

Шинные формирователи и буферные регистры

38

4.2.

Программируемый параллельный интерфейс

40

4.3.

Программируемый последовательный интерфейс

43

4.4.

Программируемый контролер прерываний

45

4.5.

Программируемый контроллер прямого доступа в память

48

4.6.

Программируемый таймер

50

4.7.

Подключение клавиатуры и устройств индикации к микро-ЭВМ

52

5.

Запоминающие устройства информационных систем

56

5.1.

Иерархическая организация памяти компьютера

56

5.2.

Основные характеристики полупроводниковых ЗУ

57

5.3.

Статические ОЗУ с произвольным доступом

58

5.4.

ОЗУ динамического типа

59

5.5.

Постоянные и перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства

61

5.6.

Кэш-память и ее организация

62

6.

Архитектура 16-разрядных процессоров

65

6.1.

Линейная и сегментная адресация ячеек памяти

65

6.2.

Сегментация памяти и вычисление адресов

66

6.3.

Архитектура 16-разрядного процессора первого поколения

67

6.4.

Регистры процессора Intel 8086

69

6.5.

Система команд 16-разрядного процессора 8086

72

6.6.

Способы адресации памяти и устройств ввода/вывода

78

6.7.

Структура и функционирование 16-разрядной микро-ЭВМ

81

6.8.

Защита памяти в процессорах второго и последующих поколений

84

6.9.

Поддержка многозадачности и виртуальной памяти

85

6.10.

Архитектура 16-разрядного процессора второго поколения

87

6.11.

Особенности программирования задач на языке Ассемблера. Директивы ассемблера

92

6.12.

Оформление и размещение в памяти ассемблерных программ

98

7.

Параллельные вычислительные системы. Суперкомпьютеры

104

7.1.

Типы параллельных вычислительных систем

104

7.2.

Системы с общей памятью

106

7.3.

Системы с распределённой памятью

107

7.4.

Гибридные системы

108

7.5.

Суперкомпьютеры

109

8.

Архитектура 32-разрядных процессоров

111

8.1.

Структурная схема и регистры процессоров

111

8.2.

Страничная организация памяти

114

8.3.

Суперскалярные и мультискалярные микропроцессоры

117

8.4.

Архитектура суперскалярных процессоров типа Pentium

122

9.

Архитектура 64-разрядных и многоядерных процессоров

127

9.1.

Общая характеристика 64-разрядных процессоров

127

9.2.

Процессор Athlon 64

127

9.3.

Многоядерные процессоры Athlon 64 и Pentium D9xx

129

9.4.

Многоядерные процессоры SPARC

133

10.

Архитектура клиентских и серверных компьютеров

136

10.1.

Обобщенная структурная схема компьютера

136

10.2.

Клавиатура ПЭВМ и ее взаимодействие с процессором

139

10.3.

Видеосистема компьютера

142

10.4.

Последовательный и параллельный интерфейсы компьютера

146

10.5.

Универсальный интерфейс USB

149

10.6.

Мультимедийный интерфейс высокого разрешения

153

10.7.

Аудиосистема компьютера

153

10.8.

Системные платы компьютера

157

Список рекомендованной литературы

161